大约10年前，大卫·亚当的手指被带刺铁丝网划伤。伤口很浅，但出了血。作为一名科学记者和《无法停止的人：强迫症以及迷失在思想中的人生的真实故事》一书的作者（这本书讲述了他自己与强迫症作斗争的经历），亚当很清楚接下来会发生什么。他的强迫症涉及对感染艾滋病毒的强迫性恐惧，并产生了一系列围绕血液的强迫行为。
这一次，他匆忙回家拿了一些纸巾，然后返回检查铁丝网上是否已经有血迹。“我看了看，看到纸巾上没有血迹，又看了看栅栏下面，看到没有血迹，转身要走，却不得不一遍又一遍地重复这个动作，”他说。“你会陷入这种可怕的循环，在日常生活中，你用来做出判断的所有证据都告诉你没有血迹。如果有人问你，你会说‘没有’。然而，当你问自己的时候，你会说‘也许有’。”
这种强迫行为，以及通常与之相关的强迫观念，正是强迫症的定义。这种精神障碍远非仅仅是过度的整洁，它会对一个人的生活产生毁灭性的影响。亚当的故事说明了这种疾病的一个奇怪特征。患者通常很清楚自己的行为是不理性的，但却无法阻止自己去做他们觉得自己不得不做的事情。
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9月28日发表在《神经元》杂志上的一项新研究，利用简单的游戏中的决策数学模型，深入了解可能发生的情况。这项游戏研究了我们感知世界的关键方面。通常，一个人对自己周围环境知识的信心会指导他们的行为。“如果我认为要下雨，我会带上雨伞，”主要作者玛蒂尔德·瓦吉说。研究表明，在强迫症患者中，信念和行动之间的这种联系在某种程度上被打破了。因此，他们的行为与他们所知道的相冲突。这种见解表明，强迫行为是一种核心特征，而不仅仅是强迫观念的后果，也不是不准确信念的结果。
瓦吉及其同事的研究证明了相对较新的计算精神病学领域正在进行的研究类型。这项工作最终可能为早期发现高危人群的工具铺平道路。该领域也可能有助于根据对精神障碍的生物学或认知机制的理解（而不仅仅是像精神科医生目前所做的那样观察症状）来改进诊断。更具机制性的分析也可能揭示，重复不适当行为的倾向（一种强迫性“特质”）在多种疾病（如强迫症、药物滥用和饮食失调）中是共通的。这种类型的分析可能区分不同类型的强迫症，并让精神科医生更好地了解哪些人可能对特定治疗反应最佳。
原则上，强迫症患者的信念和行为常常不一致，这可能有几种解释。可能是他们在某种程度上学习环境的能力受损，或者他们可能对学到的东西缺乏信心，尽管这些东西是准确的。受到这些问题的启发，瓦吉及其同事决定调查强迫症患者和非强迫症患者在学习过程中信念和行为之间的关系，目的是辨别这种联系，以及强迫症中可能出现的问题。该团队由剑桥大学的研究生瓦吉和法布里斯·吕克以及伦敦大学学院的神经经济学家和资深作者贝内德托·德·马蒂诺领导，他们使用了一项已建立的任务来研究信念和行为在学习过程中如何随时间演变。他们招募了24名强迫症志愿者和25名非强迫症患者，让他们玩一个视频游戏，在游戏中，他们必须在一个圆圈周围移动一个目标（“桶”）来捕捉从圆圈中心发出的彩色圆点（“硬币”）。参与者必须将桶移动到他们认为最有可能捕捉到下一个硬币的位置，并以百分比的形式给出他们对自己所做选择的信心评级。大多数时候，硬币的平均目的地或多或少是相同的，只有轻微的变化，但每次都有八分之一的机会，这个位置会发生剧烈变化。
各组在捕捉到的硬币数量上没有差异，但与健康志愿者相比，强迫症患者更倾向于将桶移动到最后一个硬币落地的确切位置。健康参与者的行为与学习的数学模型的预测密切相关，而强迫症患者的行为则与这些预测存在显著偏差。相反，强迫症组对神经科学家所称的“预测误差”反应过度，在这种情况下，预测误差是指他们放置的桶的中心位置与硬币实际接触圆圈的位置之间的差异。除非硬币的平均方向发生重大变化，否则健康志愿者不太关注这些误差。相反，对照组对之前试验中硬币的平均方向进行了心理计算。因此，他们倾向于较少移动桶。
但至关重要的是，信心评级（在发生变化后急剧下降，然后随着新平均方向的证据积累而上升）在两组之间没有区别，这表明患者对正在发生的事情的感知与健康志愿者一样准确。但他们实际的桶放置位置表明，他们并没有利用这些知识来指导自己的行为。“这项研究表明，[在强迫症中]行动在某种意义上与思想脱节，”瓦吉说。“这与临床表现非常相关，当[患者]说：‘我知道我不太可能因为触摸门把手而被污染，但即便如此，我还是会洗手。’”
该团队还发现，信心和行动脱钩的程度在症状更严重的个体中往往更大。“新的、令人兴奋的发现是，在强迫症中发现行动和信念之间的分离，这似乎是该疾病的关键，”德·马蒂诺说。“我们发现这种分离程度与症状严重程度之间存在明显的关联。”这些结果表明，强迫行为是强迫症的核心特征，而不仅仅是对特定强迫观念的反应（例如，为了缓解对污染的焦虑而洗手）。普林斯顿大学的计算神经科学家纳撒尼尔·道（未参与这项研究）说：“正统的说法是，这一切都根植于强迫观念；这些观念会引发焦虑，人们采取强迫行为来缓解焦虑。这项研究支持另一种观点，即强迫本身是一种核心缺陷，而不是继发于强迫观念。”
德·马蒂诺对一般的决策机制，特别是信心和行动之间的关系感兴趣。这些通常紧密联系在一起，很难研究它们的关系。但该团队发现，强迫症可能提供一种自然的方式来解开它们。一种标准的观点是，信心是通过监测我们的行动来计算的；想想你在不确定的情况下需要多长时间才能采取行动。“这大致是监控自己的行为以建立信心估计的想法，但这并不是大脑可以使用的唯一架构，”德·马蒂诺说。如果信心是通过监控行为来估计的，那么就不可能将信心与行动分开。但也有可能信心是独立地（或“离线”）计算的，然后既可以用于指导行动，也可以用于报告信心水平——这是一种被称为“并行”架构的处理形式。德·马蒂诺说，第二种选择“正是我们的数据所暗示的”。“这就是这项工作超越特定临床兴趣的普遍吸引力；这些患者可以帮助我们区分不同的认知架构。”
结果表明，大脑独立于行动计算信心，但健康的功能取决于将它们紧密地联系在一起。道说，这些结果也与“双系统”行为控制观相符，该观点区分了显性的、有意识的推理和更隐性的、自动的行为。“精神病学中与强迫症相关的许多问题都与这两种过程之间的脱节或失衡有关。”
一个主要的警告是，这项研究是对已经患病的人的某个时间点的快照，因此无法解决因果关系问题。道说：“我们不知道这种损伤是疾病造成的，还是疾病引起的。”要弄清楚这种普遍的损伤如何与患者特定的强迫观念和强迫行为相关联，需要对强迫症患者进行长期研究，以观察该疾病的不同方面如何随时间演变。但如果行动与信念的脱钩是强迫症的根源，那么它代表了一种常见的疾病机制，有可能将具有截然不同的可观察症状的广泛患者群体联系起来。德·马蒂诺说：“希望通过理解一般的机制，而不是关注特定的症状，我们可以指导新的疗法。”瓦吉说，当前发现的一个含义是，如果强迫行为是该疾病的核心，那么直接旨在改变行为的治疗方法（如认知行为疗法）可能比更针对强迫性、反刍式思维的治疗方法更有效。
该团队接下来计划调查这种损伤背后的机制位于大脑的哪个部位。研究人员已经知道，额叶皮层（负责协调计划和解决问题等高级功能）的各个部分与更深层区域（包括称为腹侧纹状体的区域）之间的连接在强迫症中是异常的。此外，预测误差（似乎决定了患者的异常行为）主要在腹侧纹状体中处理。这些发现表明，额叶和纹状体区域之间的回路可能是这种功能障碍的关键所在。对正在进行此类任务的强迫症患者进行脑成像应该有助于巩固这一假设。瓦吉说：“精神疾病是脑部疾病。仍然存在很多污名，因为我们认为精神病患者是疯子，是无中生有，而我们不敢说癌症患者是在编造病情，”她补充道。“将这些类型的行为与大脑机制联系起来应该会有所帮助。”
瓦吉说，这项研究说明了计算精神病学的潜力。“这是一个如何整合计算和临床方面的例子，这是一种非常有效的方法，”她补充道。“如果没有计算建模，我们将无法准确地确定这种行为与什么相关——我们能够理解模型的哪个组成部分解释了这种行为。”